林穎賢 ，林大濱

(1.集美大學(xué)計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，福建 廈門 361021； 2.廈門信息技術(shù)服務(wù)中心，福建 廈門 361013)

基于云服務(wù)的電子政務(wù)信息協(xié)同框架研究

林穎賢1，林大濱2

(1.集美大學(xué)計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，福建 廈門 361021； 2.廈門信息技術(shù)服務(wù)中心，福建 廈門 361013)

基于政務(wù)網(wǎng)上部門間信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的需求十分迫切，傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)交換的信息共享模式在應(yīng)用上的瓶頸越顯問(wèn)題突出,結(jié)合廈門市電子政務(wù)網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際環(huán)境及需求，采用SOA與云計(jì)算融合的云服務(wù)模式，提出了基于云服務(wù)的政府部門間信息資源共享及在線業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)的原型框架.針對(duì)性地給出了“云端集成網(wǎng)關(guān)”、“服務(wù)融合”、“虛擬化業(yè)務(wù)平臺(tái)”等概念的設(shè)計(jì).

云服務(wù);云計(jì)算;SOA;電子政務(wù);虛擬化

0 引言

云計(jì)算作為一個(gè)新技術(shù)，是由其遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)交付的軟件及基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，依賴虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用付費(fèi)的云服務(wù)[1].根據(jù)提供服務(wù)資源的類型，將云服務(wù)分為3類即SaaS(軟件即服務(wù))、PaaS(平臺(tái)即服務(wù))和IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)).SaaS是通過(guò)瀏覽器將程序軟件作為云服務(wù)提交給所需用戶.PasS是將開(kāi)發(fā)環(huán)境作為一種云服務(wù)提供給所需用戶.IaaS是將基礎(chǔ)設(shè)施作為云服務(wù)環(huán)境提供給所需用戶[2].云數(shù)據(jù)服務(wù)通過(guò)提供自助服務(wù)，訪問(wèn)信息孤島系統(tǒng)的集成和聚合信息來(lái)協(xié)助數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化[3].SOA是一種應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)，在這種體系結(jié)構(gòu)中，所有功能都定義為獨(dú)立的服務(wù)，這些服務(wù)帶有定義明確的可調(diào)用接口，可以以定義好的順序調(diào)用這些服務(wù)來(lái)形成業(yè)務(wù)流程[4].SOA是架構(gòu)模式，而云計(jì)算是架構(gòu)的實(shí)例.SOA更具整體性和戰(zhàn)略性，它解決的是包括業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)力在內(nèi)的整個(gè)企業(yè)架構(gòu)的問(wèn)題，而云計(jì)算則更加側(cè)重戰(zhàn)術(shù)，它是一種解決問(wèn)題的方式.其目標(biāo)是用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠在任何時(shí)間任何地點(diǎn)最大限度地使用虛擬資源池處理大規(guī)模的計(jì)算問(wèn)題[3].在企業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同應(yīng)用領(lǐng)域中具有優(yōu)勢(shì).

目前我國(guó)電子政務(wù)仍處于初步發(fā)展階段，還存在一些亟待解決的問(wèn)題，主要有：信息資源共享機(jī)制尚未建立，建設(shè)和應(yīng)用發(fā)展不平衡，應(yīng)用系統(tǒng)的潛能沒(méi)有得到充分發(fā)揮，公共服務(wù)效率低[4].傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)交換的信息共享模式在應(yīng)用上的瓶頸越顯突出，電子政務(wù)不同領(lǐng)域橫向及縱向系統(tǒng)信息資源共享及業(yè)務(wù)協(xié)同的需求十分迫切.例如：政府許多審批事項(xiàng)，需要多個(gè)部門網(wǎng)上并聯(lián)審批，實(shí)時(shí)調(diào)取別的部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；居民買房需要調(diào)取公安部門的戶口信息，房產(chǎn)部門購(gòu)房歷史，稅務(wù)部門的繳稅及社保的繳費(fèi)等信息.這就是信息共享業(yè)務(wù)協(xié)同的電子政務(wù).如何將SOA與云計(jì)算融合，建立面向電子政務(wù)的云服務(wù)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)電子政務(wù)跨部門信息共享及在線業(yè)務(wù)的高效協(xié)同是本文研究的目標(biāo).

1 構(gòu)建基于云服務(wù)信息協(xié)同架構(gòu)模型

通過(guò)云服務(wù)實(shí)現(xiàn)信息共享交換及業(yè)務(wù)協(xié)同，首先要將信息服務(wù)化，將跨部門數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)信息.主要涉及到云端服務(wù)的生產(chǎn)與消費(fèi)、云端服務(wù)集成網(wǎng)關(guān)、服務(wù)資源的注冊(cè)管理體系、安全審計(jì)、監(jiān)控服務(wù)、服務(wù)資源融合(云業(yè)務(wù)流程管理CBPM).

基于上述云服務(wù)的信息協(xié)同架構(gòu)模型的需求特點(diǎn)，采用基于PaaS(平臺(tái)即服務(wù))設(shè)計(jì)的ESB(企業(yè)服務(wù)總線)來(lái)實(shí)現(xiàn)總體架構(gòu).ESB是基于開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)消息總線， 用于通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的適配器和接口，來(lái)提供各程序和組件之間的互操作功能[7].可以通過(guò)ESB實(shí)現(xiàn)云服務(wù)資源的注冊(cè)、管理、審計(jì)、融合等.云服務(wù)的業(yè)務(wù)協(xié)同框架概念模型如圖1所示.

2 云服務(wù)信息協(xié)同總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

構(gòu)建基于云服務(wù)信息協(xié)同框架的模型，就是設(shè)計(jì)云計(jì)算模型 IaaS、PaaS及SaaS的電子政務(wù)信息協(xié)同(見(jiàn)圖2).在邏輯上把它劃分為：基礎(chǔ)架構(gòu)資源層、平臺(tái)管理中間件層及應(yīng)用服務(wù)層.

1)基礎(chǔ)架構(gòu)資源層：利用虛擬化技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)和硬件等基礎(chǔ)設(shè)施及架構(gòu)進(jìn)行整合，借助云服務(wù)管理. 平臺(tái)提供按需分配的開(kāi)放共享資源，使資源池變彈性池[8].

2)平臺(tái)管理中間件層：從基于SOA架構(gòu)風(fēng)格上逐步將應(yīng)用遷移到PaaS平臺(tái)上.

3)應(yīng)用服務(wù)層：考慮更多地直接使用一些SaaS應(yīng)用，電子政務(wù)上由各相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的應(yīng)用服務(wù).在電子政務(wù)信息協(xié)同應(yīng)用方面，體現(xiàn)在各業(yè)務(wù)部門提供基于協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)的SOA信息資源服務(wù).例如：社會(huì)保險(xiǎn)繳交核查服務(wù)、行政許可協(xié)同證照信息核查、企業(yè)及個(gè)人信用信息核查，還有提供業(yè)務(wù)專題的數(shù)據(jù)分析服務(wù)、數(shù)據(jù)共享交換服務(wù)等等.

PaaS是云環(huán)境中的平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施，也可以說(shuō)是中間件即服務(wù).常用的中間件類型有：事務(wù)型中間件、消息中間件、遠(yuǎn)程過(guò)程/對(duì)象調(diào)用中間件、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、ESB、BPM等.在傳統(tǒng)就地部署(on-premise)方式下用到的中間件,在云部署下也是要用到的.PaaS 可分成兩類：一類是應(yīng)用部署和運(yùn)行平臺(tái)APaaS，另一類是集成平臺(tái)IPaaS.APaaS主要為應(yīng)用提供運(yùn)行環(huán)境和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，能夠?qū)⒕偷夭渴鹣虏渴鸬暮?jiǎn)單三層架構(gòu)的應(yīng)用直接部署到APaaS.IPaaS主要用于集成和構(gòu)建復(fù)合應(yīng)用.

平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)采用分布式服務(wù)實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，提供集中式統(tǒng)一管理.通過(guò)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)消費(fèi)方統(tǒng)一從管理中心獲得服務(wù)，同時(shí)接受必要的監(jiān)管，推動(dòng)并強(qiáng)化服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化.服務(wù)支撐平臺(tái)對(duì)外與多個(gè)云端(部門)之間實(shí)現(xiàn)服務(wù)對(duì)接，對(duì)于原有已經(jīng)存在服務(wù)總線的系統(tǒng)，需要實(shí)現(xiàn)原有服務(wù)的接入或托管.

平臺(tái)設(shè)計(jì)通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線ESB實(shí)現(xiàn)了通信、互連、轉(zhuǎn)換、可移植性和安全性標(biāo)準(zhǔn)接口.其核心軟件應(yīng)包含：消息中間件、文件交換通道服務(wù)、業(yè)務(wù)流程(BPEL)解析引擎、應(yīng)用服務(wù)容器、協(xié)議適配組件、報(bào)文格式編碼適配組件、服務(wù)集中托管中心、監(jiān)控探針模塊、應(yīng)用服務(wù)器中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體及平臺(tái)接入規(guī)范等.

2.1 服務(wù)注冊(cè)與云端集成網(wǎng)關(guān)

系統(tǒng)提供統(tǒng)一的資源管理包括對(duì)資源的注冊(cè)、修改、刪除、發(fā)布、授權(quán)、安全校驗(yàn)等操作，其中包括申請(qǐng)發(fā)布服務(wù)的流程及申請(qǐng)使用服務(wù)的流程.資源接入由云端集成網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)，如圖3所示.資源接入平臺(tái)之后，對(duì)所有部門統(tǒng)一表現(xiàn)為平臺(tái)級(jí)別的服務(wù)，資源使用者無(wú)需關(guān)注服務(wù)資源的位置，只需按規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)使用服務(wù)資源.云端集成網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)用戶可見(jiàn)的消費(fèi)服務(wù)調(diào)用適配及用戶生產(chǎn)的服務(wù)使用審計(jì)，實(shí)現(xiàn)跨防火墻、網(wǎng)閘等網(wǎng)絡(luò)安全隔離設(shè)備的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)跨主機(jī)之間所有服務(wù)的連接.

2.2 服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化

跨部門信息協(xié)同、數(shù)據(jù)共享交換服務(wù)及數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化至關(guān)重要，平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)建立一套符合SOA規(guī)范的信息協(xié)同接入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、服務(wù)描述規(guī)則及報(bào)文解析器，同時(shí)考慮原有系統(tǒng)的差異提供服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化的適配工具.平臺(tái)服務(wù)ID采用的命名規(guī)則如圖4所示.

針對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建議采用XML結(jié)構(gòu)(string類型)描述：1)關(guān)系型二維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(單表),推薦結(jié)構(gòu)如圖5所示.2)如圖6所示，請(qǐng)求報(bào)文為一個(gè)XML結(jié)構(gòu).

2.3 虛擬化業(yè)務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

作為電子政務(wù)云服務(wù)平臺(tái)可引入虛擬化業(yè)務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)(如圖7所示)，對(duì)應(yīng)不同的部門群組信息協(xié)同應(yīng)用，創(chuàng)建相應(yīng)的業(yè)務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從組織、用戶、服務(wù)及相應(yīng)管理、監(jiān)控、審計(jì)的相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用信息協(xié)同平臺(tái)，滿足劃分不同業(yè)務(wù)的實(shí)際需求，從而達(dá)到IPaaS應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)的要求 .

平臺(tái)對(duì)資源注冊(cè)、ESB總線資源、監(jiān)控及審計(jì)資源均可劃分邏輯隔離的工作區(qū)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)獨(dú)立.

2.4 服務(wù)融合平臺(tái)設(shè)計(jì)

采用云服務(wù)服務(wù)流程引擎(CBPMN)實(shí)現(xiàn)電子政務(wù)業(yè)務(wù)協(xié)同的各種需求，提供信息聚合服務(wù)、業(yè)務(wù)流程控制服務(wù)等.融合中心從不同的云端提供的原子服務(wù)聚合成新的信息資源視圖服務(wù)和采用BPD(業(yè)務(wù)流程定義 )構(gòu)建基于信息協(xié)同的 Integration 業(yè)務(wù)服務(wù)流程控制模型.

3 廈門市電子政務(wù)業(yè)務(wù)協(xié)同服務(wù)支撐平臺(tái)案例

廈門市電子政務(wù)業(yè)務(wù)協(xié)同服務(wù)支撐平臺(tái)基于上述架構(gòu)路線設(shè)計(jì)，以人口、法人、空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)成果為基礎(chǔ)，構(gòu)建基于PaaS的云服務(wù)平臺(tái)，提升了政務(wù)信息系統(tǒng)之間服務(wù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)作能力.項(xiàng)目一期完成了ESB總線部署、統(tǒng)一門戶、服務(wù)資源管理、服務(wù)資源融合、安全審計(jì)、數(shù)據(jù)交換、業(yè)務(wù)流程及平臺(tái)監(jiān)控服務(wù)等系統(tǒng)建設(shè)，接入了社保、地稅、公安、公積金、衛(wèi)生、集美區(qū)等相關(guān)部門的服務(wù)，以服務(wù)接口(WS)方式實(shí)現(xiàn)信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同，同時(shí)繼承和升級(jí)了原有基于文件交換的數(shù)據(jù)交換共享手段，并提供了更人性化的數(shù)據(jù)郵局交換工具.平臺(tái)提供了人口、社保、稅收、就業(yè)及衛(wèi)生等方面的各類線性數(shù)據(jù)服務(wù)及業(yè)務(wù)審批協(xié)同，取得了較好的應(yīng)用績(jī)效.

項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用星形架構(gòu)，由總控中心及部門分控中心組成，總控中心實(shí)現(xiàn)服務(wù)的管理、調(diào)度、融合、業(yè)務(wù)流程及安全審計(jì)等，分控中心部署在部門云端實(shí)現(xiàn)與部門SOA的對(duì)接及云端集成網(wǎng)關(guān)的功能.

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)電子政務(wù)業(yè)務(wù)協(xié)同的環(huán)境及需求特點(diǎn)，探索了基于“云服務(wù)”的信息協(xié)同模型的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，提出了總體框架設(shè)計(jì)，結(jié)合電子政務(wù)網(wǎng)的實(shí)際環(huán)境及需求，提出了“云端集成網(wǎng)關(guān)”、“虛擬化業(yè)務(wù)平臺(tái)”的設(shè)計(jì)，并給出實(shí)踐案例.本項(xiàng)目的研究已實(shí)踐于廈門市電子政務(wù)云服務(wù)平臺(tái)——“政務(wù)業(yè)務(wù)協(xié)同支撐平臺(tái)”的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了政務(wù)部門之間的在線業(yè)務(wù)協(xié)同，提升了部門間信息共享的技術(shù)水平，取得了較好的績(jī)效.

[1]朱志良，苑海濤，宋杰，等.SOA與云計(jì)算 競(jìng)爭(zhēng)還是融合[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2011，12(38)：8-11.

[2]馮秀珍，郝鵬.云計(jì)算環(huán)境下的信息資源云服務(wù)模式研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2012，10(39)：110-114.

[3]Colleen Frye.云服務(wù)設(shè)計(jì)入門指南[EB/OL].張培穎，譯[2011-03-24].http://www.searchsoa.com.cn/download/guide/2011/cloudservice.pdf.

[4]鄭廣成.一種 SOA 云服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)研究與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2011，28(12)：229-231.

[5]李喬，鄭嘯.云計(jì)算研究現(xiàn)狀綜述[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2011，4(38)：32-36.

[6]國(guó)信[2006]2號(hào).國(guó)家電子政務(wù)總體框架 [EB/OL][2008-11-12].http://www.miit.gov.cn/n11293472/n11295327/n11297127/11741734.html.

[7]陳廷彬，夏勤，劉業(yè)．基Web服務(wù)的ESB在電信網(wǎng)管中的應(yīng)用研究[J]．計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2006，27(10):1800-1806.

[8]柳玲，姜春艷，沙鋒．云計(jì)算環(huán)境下電子政務(wù)統(tǒng)一信息平臺(tái)建設(shè)研究[J].洛陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2013，23(1)：54-57.

(責(zé)任編輯 朱雪蓮 英文審校 黃振坤)

Research on Collaborative Information Framework of E-Government Based on Cloud Services

LIN Ying-xian1，LIN Da-bin2

(1.Computer Engineering College，Jimei University，Xiamen 361021，China；2.Information Technology Service Centre of Xiamen，Xiamen 361013,China)

E-government information has entered a period of overall planning and rapid development.There is an urgent need of share of data and coordination of business among departments based on E-government network.Problems arising from the application bottleneck of traditional data sharing model based on data exchange is becoming more and more serious.Basing on a case study of the real environment and requirement of Xiamen E-government network，by using cloud service model of the integration of SOA and cloud computing，this paper proposes a prototype framework based on cloud-service information sharing among government departments and online business coordination platform，and pertinently presents designs of “cloud integration gateway”,“service integration”，“virtualization business platform” and so on.

cloud services；cloud computing；SOA；E-government；virtualization

2013-08-31

2013-12-15

福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2013J01243);福建省科技重點(diǎn)項(xiàng)目(2013H0032)

林穎賢(1963—)，女，副教授，從事數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及云算計(jì)方向研究.

1007-7405(2014)02-0152-05

TP 391

A